Obr. 1. Tepelné toky ve stáji pro dochov selat

Transkript

1 1.Tplná blanc stáj: Čská změdělská unvrzta v Praz v Praz c + t p v = 0 [W] (1) c produkc ctlného tpla zvířaty [W], t výkon vytápěcího zařízní [W], p tplná ztráta prostupm tpla stavbním konstrukcm [W], v tplná ztráta nucným větráním [W], Obr. 1. Tplné toky v stáj pro dochov slat

2 2. Účnnost rkupračních výměníků: R tplný výkon získaný z větracího vzduchu [W]. R = V ρ = V ( t t ).. c p ρ. c p. t1 Obr. 2. Výpočtové schéma rkupračního výměníku η R = R [-] (2) a) Když x 1 = x 2 a přdpokládám ρ 1 = ρ 2 = ρ ; c p1 = c p2 = c p ; ρ 1 = ρ ; c p1 = c p pak tplotní účnnost rkupračního výměníku η Rt : η Rt = V = ρ.. c p. t1 t V. ρ. c 2 V. ρ. c t p p 1. t 1 V. ρ. c p pro = 1 V. ρ. c η Rt t = t t t p 1 1 t 1 [-] (3) [-] (4)

3 b) Když x 1 >x 2 pak ntalpcká účnnost rkupračního výměníku η Rh : R = V. ρ ( ) ( h ) 2 h1 1+ x 1 [W] (5) η Rh = V. ρ ( 1+ x1 ) ( 1+ x ) V. ρ 1 h 2 h 1 h 1 h 1 [-] (8) = = V. ρ ( 1+ x ) 1 V. ρ h ( 1+ x ) 1 1 h 1 [W] (6) [W] (7) Kd:V objmový tok vzduchu [m 3.s -1 ]; ρ měrná hmotnost vzduchu [kg.m -3 ]; x měrná vlhkost vzduchu [kg.kg -1 s.v]; h - měrná ntalp vzduchu [J.kg -1 s.v.]; c měrná tplná kapacta vzduchu za stálého tlaku [J.kg -1.K -1 ]; ndxy odváděný stájový vzduch, přváděný vnkovní vzduch.

4 3. Rkuprační výměníky používané v stájích 1. Tplosměnné plochy odváděného ochlazovaného vzduchu 2. Tplosměnné plochy přváděného ohřívaného vzduchu 3. Směr vysunutí tělsa výměníku Obr. 3. Schéma dskového rkupračního výměníku - protproudý, rsp. křížoproudý výměník, - tvarované tplosměnné plochy, - matrál tplosměnných ploch - polystyrn, hlník, poznkovaný plch.

5 1. Plášt trubc 2. Lamly trubc 3. Páry chladva 4. Kondnzát chladva 5. Dělící přpážka 6. Pracovní médum 7. Kondnzační část 8. Transportní část 9. Výparná část Obr. 4. Schéma gravtační tplné trubc matrál trubc hlník; pracovní náplň čpavk, délka trubc 1,5 2m; průměr trubc 20 40mm, 1 až 10 řad trubc; 10 trubc vřadě,

6 4. Vlv využtí odpadního tpla větracího vzduchu na měrné spotřby nrg v stájích pro chov prasnc s slaty Porovnávané nrgtcké systémy: 1. Klascký nrgtcký systém. 2. Enrgtcký systém s dskovým rkupračním výměníky RVD A10 (výrobc Šumstav a.s. Čský Krumlov). 3. Enrgtcký systém s výměníky z gravtačních tplných trubc ZV (výrobc ZD Hrančář Mrákov). 4. Enrgtcký systém s tplným črpadlm. A: Výpočtové hodnoty: výpočtová vnkovní tplota t = -15 C, výpočtová tplota stájového vzduchu t = 18 C, výpočtová rlatvní vlhkost stájového vzduchu φ = 0,7, průměrná hmotnost prasnc m z = 225 kg.

7 B: Tplně tchncké vlastnost stavbních konstrukcí: clodřvěný konstrukční systém BIOS GN, rozpon 10,3 m, délkový modul 6 m, měrná tplná ztráta prostupm tpla stavbním konstrukcm q p = 0,993 W.m -3.K -1, měrná tplná ztráta přrozným větráním q v = 0,116 W.m -3.K -1. C: Tchnolog: bzstlvové porodní kotc, plocha 3,87 m 2. ks -1, suché krmní, rovnotlaké větrání.

8 q t p W/ks ,25 561,92 471,18 255,95 57,80 12,34 16,70 12,34 I qt p Lgnda a výsldky: snížní požadovaného topného výkonu j úměrné účnnost η R ; dskový rkuprační rkuprační výměník RVD A10, η R = 0,41 0,49; výměník z gravtačních tplných trubc ZV 3 030, η R = 0,60 0,71; na výparníku tplného črpadla j vzduch ochlazován na 4 5 C; nstalovaný výkon pro vytápění 255,95 W.ks -1 j výkon lktrckého motoru pohánějícího komprsor tplného črpadla. Obr. 5. Měrné nstalované výkony v nrgtckých systémch vytápění q t a větrání p v stáj pro chov prasnc s slaty

9 w t 500 w 468, (MJ/ks) , ,53 286,28 178,9 271,5 170,4 170,4 wt w clkm , ,37 26, Obr. 6. Střdní měsíční spotřby palv w t a lktrcké nrg w v nrgtckých systémch vytápění a větrání stáj pro chov prasnc s slaty

10 Lgnda a výsldky: snížní spotřby palv pro vytápění: RVD A10 o 44,6 %, ZV o 61,8 %, Tplné črpadlo o 100 %. nárůst spotřby lktrcké nrg: RVD A10 o 79,9 %, ZV o 388,2 %, Tplné črpadlo o 1049,6 %. konomcká fktvnost nrgtckých systémů j vlm ovlvněna druhm palva. Vrfkac výsldků provozním ověřováním klasckého nrgtckého systému: spotřba lktrcké nrg ± 2,5 %, spotřba palv pro vytápění: - v stáj s 25 porodním kotc j spotřba vyšší o 5,3 %, - v stáj s 198 porodním kotc j spotřba nžší o 8,18 %.

11 5. Využtí odpadního tpla větracího vzduchu v nvytápěných stájích Účl: zlpšní kvalty prostřdí v stáj (t, φ ), ochrana obvodových stavbních konstrukcí. Návrh: V rovnc c + t p v = 0 postavím M. c p Přdpoklad: x 1 = x2; = 1 M. c Platí: R p v t = M. c. η. t pz p = q. Z. t p Rt = M. c. t = t t 1 1 M = V.ρ [kg.s -1 ] (13) p [W] (9) [W] (10) [W] (11) [K] (12) = t Rt = R Pak η Rt pro zajštění požadovaných hodnot t, φ : η ( M. c + Z. q ). p M. c p pz. t t Kd: Z počt zvířat [ks]; q pz měrná tplná ztráta prostupm stavbním konstrukcm [W.K -1.ks -1 ]; M hmotnostní tok vzduchu [kg.s -1 ]. c [-] (14)

12 Machn room Strojovna Axal fan APV 500 Axální vntlátory APV 500 Rozvod vzduchu, PE rukávc, 500mm Man ar, prforatd PE slv φ500 mm Rkuprační výměník ZV Rcupraton xchangr ZV3-030 Lgnda: výměník ZV z gravtačních tplných trubc, 5 řad trubc, 10 trubc vřadě, L = 1,86m, čpavk, 260 ks slat, hmotnost slat 20 kg.ks-1. Obr. 7. Schéma zapojní rkupračního výměníku a vzduchotchnckých rozvodů v nvytápěné stáj pro dochov slat

13 15 13 η t =0,70 Lgnda: t = 18 C; φ = 0,8, t,mn = 15 C; φ,max = 0,85, η Rt účnnost rkupračního výměníku [-], m v hmotnostní tok vzduchu [kg.s -1.ks -1 ], q pz = 1,2 W.K -1.ks -1, t [ C] φ,max = 0,85 η t =0 φ,p =0,75 A: t = -15 C φ =1 η t =0, x [g kg -1 s.v.] 1, , , , [kg s -1 ks -1 ] 2, , , Výsldky př rálných hodnotách hmotnostních toků větracího vzduchu m v = 1, , kg. s-1.ks -1 a η R = 0,7 dosáhnm t = 14,8 15,1 C a φ = 0,74 0,75. Obr. 8. Paramtry prostřdí v stáj pro dochov slat v závslost na hmotnostním toku větracího vzduchu a účnnost rkupračního výměníku. m v

14 6. Využtí odpadního tpla větracího vzduchu v stájích pro výkrm brojlrových kuřat Lgnda: výměník ZV z gravtačních tplných trubc, 10 řad trubc, 10 trubc vřadě, L = 1,96 m, čpavk, ks brojlrových kuřat, t = -12 C, rozměry stáj: délka 58 m, šířka 10,8 m, výška v štítu 3,2 m, lktrcké nfrazářč 15 x 600 W, tplovzdušný agrgát 20 kw. Obr. 9. Schéma nrgtckého systému s rkupračním výměníky z gravtačních tplných trubc v stáj pro výkrm brojlrových kuřat 1. Rkuprační výměníky; 2. Prforovaný folový rukávc D = 800 mm; 3. Axální vntlátor; 4. Uzavíratlné otvory pro přívod vnkovního vzduchu; 5. Odvod stájového vzduchu.

15 Tplná blanc stáj: 1 dnní kuřata, t = 26 C, t = -12 C, 45 % plochy stáj: p = W, c = W, v = W, t = W. 20 dnní kuřata, t = 23 C, t = -12 C: p = W, c = W, v = W, t = W. Obr. 10. Schéma nstalac rkupračního výměníku a měřní v stáj pro výkrm brojlrových kuřat 1. Prforovaný folový rukávc; 2. Rkuprační výměník z gravtačních tplných trubc; 3. Axální vntlátor; 4. Přístavk pro rkuprační výměník; 5. Fltr.

16 Výsldky ověřování nrgtckého systému s rkupračním výměníky v stáj pro chov brojlrových kuřat: Tab. I. Měrné spotřby nrg př vytápění stájí pro chov brojlrových kuřat I. turnus II. turnus Stáří kuřat [dn] Průměrná hmotnost naskladnění/vyskladnění [g] Průměrná vnkovní tplota v turnusu [ C] Průměrná spotřba lktrcké nrg na 1 kg žvé váhy kuřt [Wh] Průměrná spotřba plynu na 1 kg žvé váhy kuřt [Wh] Průměrná spotřba nrg clkm na 1 kg žvé váhy kuřt [Wh] A ,3 236,1 39,7 275,8 B ,3 372,2 48,3 420,5 A ,8 230,5 35,8 266,3 B ,8 297, ,2 Poznámky: I. turnus (42 dní), II. turnus (46 dní), stáj A s rkupračním výměníky, stáj B bz rkupračních výměníků, platí p, B 0, 5 p, A př průměrné vnkovní tplotě v období chovu t = 4,3 C j měrná spotřba nrg pro vytápění stáj A nžší o 34,33 % oprot stáj B, př průměrné vnkovní tplotě v období chovu t = 12,8 C j měrná spotřba nrg pro vytápění stáj A nžší o 10,40 % oprot stáj B.

17 7. Problémy zněčštění tplosměnných ploch rkupračních výměníků v stájích Spcfkac problémů: snížní součntl prostupu tpla U tplosměnnou plochou způsobuj snížní účnnost η R, snížní objmových toků vzduchu V a V způsobuj snížní účnnost větrání a snížní účnnost η R. Podmínky ověřování: stáj pro tlat v mléčné výžvě, stáj pro tlat v rostlnné výžvě, dskové rkuprační výměníky ZV 3 022, rozměry: délka 980 mm, šířka 570 mm, výška 630 mm, ploché dsky, poznkovaný plch.

18 Lgnda a výsldky: V,A, V,A měřní po nstalac výměníků, V,B, V,B měřní po 11 měsících provozu výměníků v stáj pro tlata v mléčné výžvě, V,C, V,C - měřní po 9 měsících provozu výměníků v stáj pro tlata v rostlnné výžvě, snížní objmových toků vzduchu př rgulačním napětí U = 215 V: V,A = 0,80 m 3.s -1 ; V,B = 0,54 m 3.s -1 ; V = 0,26 m 3.s -1. V,A = 0,60 m3.s-1; V,B = 0,28 m 3. s -1 ; V = 0,32 m 3.s -1. Obr. 11. Vlv znčštění tplosměnných ploch na změny objmových toků přváděného vnkovního vzduchu V a odváděného stájového vzduchu V.

19 Lgnda a výsldky: body A,B,C odpovídají V,A, V,B, V,C př rgulačním napětí U = 215 V, snížníη R př stjném V o téměř 20 %, snížní součntl prostupu tpla tplosměnnou plochou výměníku po 11 měsících provozu v stáj pro tlata v mléčné výžvě z U = 9,29 W.m -2.K -1 na 4,97 W.m -2. K -1, tj. o 46,5 %. Obr. 12. Změny provozních účnností dskového rkupračního výměníku v stájích pro chov tlat

20 Děkujm za pozornost Radomír Adamovský -mal: Pavl Nubrgr -mal: